(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器を収容する容器収容穴を有する温度調整機構と、温度調整機構に収容された反応容器からの蛍光を検出する検出器と、容器収容穴に容器を投入する箇所に設けられた開閉ゲートと、反応容器を掴んで互いに直交する３軸方向へ移動可能であり容器収容穴へ反応容器を投入する反応容器把持機構を備え、
温度調整機構は、複数の容器収容穴を備え、
上記開閉ゲートは、容器を暗室状態に保つ筐体に設けられており、
装置の前段に核酸抽出機構と接続する接続機構を備えており、
温度調整機構は、回転運動可能であり、
さらに、分注チップを装着して互いに直交する３軸方向へ移動可能な分注ユニットと、を備え、
分注ユニットと反応容器把持機構との装置平面上での可動領域が互いに異なり、
さらに、装置平面上での分注ユニットがアクセス可能な領域と、反応容器把持機構がアクセス可能な領域とを反応容器を架設した状態で往復運動する反応容器搬送機構を備えている核酸分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核酸分析装置において、
分注ユニットは、反応容器搬送機構に収容された反応容器に試料および試薬を投入し、
投入後に反応容器に蓋をする閉栓機構および平栓後に反応容器を攪拌する攪拌機構を備えていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の核酸分析装置において、
反応容器搬送機構，閉栓機構，攪拌機構、および温度調整機構が上流側からこの順に設けられていることを特徴とする核酸分析装置。
【請求項４】
請求項１に記載の核酸分析装置において、
検体を含む容器を収容可能な検体容器ラック、および試薬を含む容器を収容可能な試薬容器ラックを装置前面の別々の位置から出し入れする機構を有する核酸分析装置。
【請求項５】
請求項１に記載の核酸分析装置において、
反応容器を収容可能な反応容器ラック、および分注チップを収容可能な分注チップラックを装置前面の別々の位置から出し入れする機構を有する核酸分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の核酸分析装置において、
検体を含む容器を収容可能な検体容器ラック，試薬を含む容器を収容可能な試薬容器ラック，反応容器を収容可能な反応容器ラック，分注チップを収容可能な分注チップラックを装置前面の別々の位置から出し入れする機構を有する核酸分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液や尿等の生体試料中に含まれる標的核酸を定性分析や定量分析する分析法および分析装置に係り、反応液増幅・検出過程に温度変化を必要とする技術、及び反応液増幅・検出過程に温度変化を必要としない技術、共に関係する核酸分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体由来のサンプルに含まれる核酸の増幅と定量には、ポリメラーゼ連鎖反応（以下、ＰＣＲ）などの核酸増幅技術が用いられている。
【０００３】
ＰＣＲは、核酸増幅のために、サンプル温度を通常２から３種類程度の温度領域で周期的に変化させる必要がある。
【０００４】
この周期的な温度制御方法を実現するため、下記特許文献では、異なる設定温度に保たれた領域と、円盤状のサンプル保持具とを備え、円盤の回転によりサンプルの温度を周期的に変化させる装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、ＰＣＲでは検出しようとする塩基配列に対し、相補的な配列を持つプライマーを結合させるアニーリング反応に必要な温度・時間は、配列によって異なる。また伸長反応時に必要な温度と時間は加える酵素によって異なる。
【０００６】
このため、検出しようとする塩基配列、すなわちプロトコルが異なる複数の反応液を同時に処理するためには、プロトコルに規定される温度と時間が設定された核酸増幅装置を同時に処理しようとするプロトコルの数だけ備える必要がある。
【０００７】
また、複数のサンプルを保持するプレートを備え、プレート全域を均一に温度制御する装置が知られている。しかしながら、ＰＣＲでは、変性反応，アニーリング反応，伸長反応により１つの温度サイクルが構成され、一定数のサイクルを繰り返した後に分析を終了する。この装置では、サンプルの分析開始後には、たとえ同一のプロトコルであっても、新たなサンプルの分析を開始することができず、分析の終了を待たなければならない。このため、新たなサンプルの分析結果を得るまでの分析時間が長くなるという問題がある。上述のサンプルの分析開始後に新規サンプルの追加はできない事象はＰＣＲ法の核酸増幅技術に限らず、恒温増幅法であるＬＡＭＰ法やＮＡＳＢＡ法などの遺伝子検査法全般に共通する課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８５３８９号公報
【特許文献２】特開平０９−２２４６４４号公報
【特許文献３】特開２００６−１１５７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、複数種類の核酸検出プロトコルを平行に処理し、また、既に核酸検出プロトコルを実行中であっても、新たなサンプルの核酸検出プロトコルを任意に追加実行できる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の核酸分析装置は、反応容器を収容する容器収容穴を有する温度調整機構と、反応容器からの蛍光を検出する検出器と、容器収容穴に容器を投入する箇所に設けられた開閉ゲートと、容器収容穴に容器を投入する反応容器把持機構を備えている。
【００１１】
また、本発明の核酸分析装置は、分注チップを装着して互いに直交する３軸方向へ移動可能な分注ユニットと、反応容器を掴んで互いに直交する３軸方向へ移動可能な反応容器把持機構と、を備え、分注ユニットと反応容器把持機構との装置平面上での可動領域が互いに異なる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プロトコルごとに分類された１個もしくは複数個の検体容器を、複数のプロトコルを並行して処理することができ、既に核酸検出プロトコルを実行中であっても、新たなサンプルの核酸検出プロトコルを任意に追加実行できる装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施例における核酸分析装置全体構成図。
【図２】本実施例における核酸分析装置内部レイアウト図。
【図３】本実施例における抽出装置との接続図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に本発明の一実施形態の核酸分析装置（核酸増幅検出装置）の全体構成図を示す。核酸分析装置１は通信ケーブルを介してモニター２１，記憶装置２２、及び演算機２３と接続され、上述モニター２１は核酸分析装置１の制御用操作部として作用する。
【００１５】
図２は核酸分析装置１の内部レイアウト図（平面図）を示す。図２を用いて主な機構の構成要素について説明する。検体容器７ｂは検体容器ラック７ａに収容され、検体容器ラック７ａは検体容器架設機構７に架設され、検体容器架設機構７は検体容器ラック７ａの投入・搬出を行う。図中、破線矢印にて検体容器ラック７ａの移動を示している。
【００１６】
分注ユニット２は液体の吸引・吐出を行い、ロボットアームＸ軸，ロボットアームＹ軸に接続され、独自に平面移動することができる。同様にグリッパユニット６は反応容器１１ａを保持搬送し、グリッパユニット６はロボットアームＸ軸，ロボットアームＹ軸に接続され、独自に平面移動することが可能である。ここで、分注ユニット２，グリッパユニット６の移動として平面移動としたが、もちろん、垂直方向への移動も可能である。なお、分注ユニット２およびグリッパユニット６は、ロボットアームＹ軸を共用しており、かつ、それぞれのユニットの移動範囲（Ｙ軸方向への平面移動領域）が異なるようになっている。
【００１７】
分注チップ８ａと試薬容器８ｂはそれぞれラックに収納され、ディスポーザブル架設機構８に設置される。分注の工程で使用した分注チップ８ａは分注チップ廃棄穴１５ａに廃棄され廃棄箱（不図示）に収納される。反応容器１１ａは試料・試薬を吐出する容器であり、ラックに収納され反応容器架設機構１１に設置される。
【００１８】
恒温槽５は特定の温度に設定され、熱変性工程を担う。この恒温槽５は、複数のアッセイプロトコルに対応すべく複数個（図２の例では３個）備える。検体と試薬を混合した反応液を調整する部位は可動式の反応容器搬送機構３であり、分注ユニット２とグリッパユニット６間の工程を繋ぐ役目を担う機構である。測光手段１２は核酸増幅、及び検出を行う部位であり、特定温度に恒温された恒温槽１９と恒温槽１９の周辺に複数個配置された検出器１２ａにより構成される。測光手段１２への反応容器１１ａの搬入と搬出はゲート１６を開閉して行う。具体的には、ゲート１６を開いた状態で反応容器１１ａの搬入・搬出を行い、それ以外のときはゲート１６は閉じる。検出工程が完了した反応容器１１ａはグリッパユニット６により反応容器廃棄穴１５ｂに廃棄され廃棄箱に収納される。
【００１９】
次に、核酸分析装置１の代表的な運用工程は反応容器１１ａをグリッパユニット６で反応容器搬送機構３に架設する。分注チップ８ａを分注ユニット２に装着し、試料の入った検体容器ラック７ａの検体容器７ｂから試料を吸引し反応容器搬送機構３に架設した反応容器１１ａに吐出する。
【００２０】
この時、反応容器搬送機構３は架設された反応容器１１ａを分注ユニット２の可動範囲内に予め移送完了している。試薬も同様の手順で試薬容器８ｂから試薬を吸引し反応容器１１ａに吐出する。試料，試薬吸引吐出工程で使用した分注チップ８ａは、コンタミネーション防止のため、廃棄箱に廃棄する。試料・試薬を吐出した反応容器１１ａは、閉栓機構４で蓋を閉めて密閉し、攪拌機構１０で攪拌させた後、グリッパユニット６により測光手段１２の恒温槽１９に搬入し検出器１２ａで検出を行う。
【００２１】
特定時間の検出工程が終了した反応容器１１ａはグリッパユニット６により廃棄箱に収納される。測光は周囲と遮光された暗室状態で行うために、測光手段１２の恒温槽１９への反応容器１１ａの搬入と搬出はゲート１６を開閉して行われる。つまり、本実施形態による装置レイアウトを適用すれば、核酸増幅・検出による工程を容易に自動化することが可能となる。
【００２２】
次に、図２を用いて本発明によるレイアウトでの特徴的な部位を説明する。先ず本実施形態で実現する機能は（１）検体の連続ローディングである。本機能を実現するために検体の収容された検体容器７ｂは検体容器ラック７ａに収容され、検体容器ラック７ａは検体容器架設機構７に架設する構成となっており、検体容器ラック７ａの新規投入操作や分注済の検体容器ラック７ａの搬出回収操作が装置前面（図中下側）よりアクセスし容易に操作可能な構成となっている。
【００２３】
次に（２）試薬の連続ローディング機能は上記の（１）と同様に試薬容器８ｂはラックに収納されディスポーザブル架設機構８に架設される。ディスポーザブル架設機構８は引き出し可能であるために装置前面よりアクセスし容易に架設・回収可能な構成となっている。
【００２４】
更に（３）ディスポーザブル（分注チップ８ａ，反応容器１１ａ）の連続ローディング機能については、分注チップ８ａはラックに収納されディスポーザブル架設機構８に設置される。反応容器１１ａはラックに収納され反応容器架設機構１１に設置される。上述同様ディスポーザブル架設機構８、及び反応容器架設機構１１は引き出し可能であるために装置前面よりアクセスし容易に架設・回収可能な構成となっている。尚、又、本実施形態では試薬容器８ｂと分注チップ８ａが同じディスポーザブル架設機構８に架設しているが、それぞれ独自の機構に架設しても構わず本発明を適用する装置規模に応じ検討すべき内容であり本実施形態での必須の要件ではない。
【００２５】
次に（４）測光手段１２への連続ローディング機能については測光手段１２の構成要素である恒温槽１９が回転式であり、且つ特定数の反応容器１１ａ挿入穴（不図示）を備え、測光手段１２への反応容器１１ａの搬入と搬出はゲート１６を開閉制御し、ゲート１６が開時にグリッパユニット６がアクセスすることにより反応容器１１ａが連続投入・搬出操作が実現可能となる。なお、恒温槽１９の駆動は回転式には限定されず、直線運動するものでもよい。
【００２６】
（５）複数種類の核酸検出プロトコル平行処理する機能については一般的に（４）測光手段投入前の熱変性工程での印加温度が異なることが主要件であるが、特定の温度に設定された恒温槽５を複数個備え、且つそれらが独自の温度で恒温制御でき、更にそれぞれの恒温槽が特定数の反応容器１１ａ挿入穴を備えることにより複数種類の核酸検出プロトコルを平行処理することが実現可能となる。
【００２７】
上述（１）〜（５）を実現する本実施形態を適用することにより、複数種類の核酸検出プロトコルを平行に処理し、また、既に核酸検出プロトコルを実行中であっても、新たなサンプルの核酸検出プロトコルを任意に追加実行できる装置を容易に提供することが可能となる。
【００２８】
本実施形態では可動式の反応容器搬送機構３を定義してあるが、本実施形態適用に伴う主たる付加価値について以下説明する。図２に示すように本発明の装置レイアウト各部位で担う工程は前処理工程，増幅工程と検出工程に分類されるが、本実施形態ではこれらの工程エリアを可動式の反応容器搬送機構３で横断的に繋ぐ。可動式の反応容器搬送機構３を実現することにより分注ユニット２とグリッパユニット６の可動範囲を限定し、且つ動作を単純化することが可能となり高スループットを実現することが容易となる。更にロボットアームＸ軸，ロボットアームＹ軸の各機構部位の重厚性も低減でき装置の省スペース化や軽量化促進が可能となる。又、分注ユニット２とグリッパユニット６が装置内で相互に往来することが皆無となり、結果コンタミネーションを大幅抑制し装置信頼性向上への大幅な寄与が可能となる。
【００２９】
次に将来の拡張機能を記した図３について説明する。図３に示すように将来、核酸抽出装置１４との接続を考慮した場合でも検体容器架設機構７に検体容器ラック７ａの搬送が相互装置間で可能とする機能を有する接続機構１３を提供し核酸分析装置１に拡張機能を持たせることにより、抽出工程〜検出工程の全自動化が容易に実現が可能となる。
【００３０】
以上の説明から容易に分かるように本発明である装置レイアウトを実施することにより、複数種類の核酸検出プロトコルを平行に処理し、また、既に核酸検出プロトコルを実行中であっても、新たなサンプルの核酸検出プロトコルを連続的に追加投入できる装置を具現化し機能拡張性の非常に高い核酸分析装置１を容易に提供することが可能となる。また、プロトコルごとに分類された１個もしくは複数個の検体容器を、複数のプロトコルを並行して処理することができ、既に核酸検出プロトコルを実行中であっても、新たなサンプルの核酸検出プロトコルを任意に追加実行できる装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１  核酸分析装置
２  分注ユニット
３  反応容器搬送機構
４  閉栓機構
５，１９  恒温槽
６  グリッパユニット
７  検体容器架設機構
７ａ  検体容器ラック
８  ディスポーザブル架設機構
８ａ  分注チップ
８ｂ  試薬容器
９  閉栓キャップ
１０  攪拌機構
１１  反応容器架設機構
１１ａ  反応容器
１２  測光手段
１２ａ  検出器
１３  接続機構
１４  抽出装置
１５ａ  分注チップ廃棄穴
１５ｂ  反応容器廃棄穴
１６  ゲート
【図１】
0005393610.tif 000002
【図２】
0005393610.tif 000003
【図３】
0005393610.tif 000004